Eve Polastri, agente de renseignement britannique au quotidien plutôt terne, se retrouve chargée de traquer Villanelle, une tueuse à gages aussi douée que fantasque qui multiplie les assassinats à travers l'Europe. Cette chasse à l'homme improbable se transforme peu à peu en une obsession réciproque entre les deux femmes, chacune fascinée par l'autre au point de brouiller la frontière entre traque et attirance. Autour d'elles, Carolyn Martens, responsable énigmatique du renseignement britannique, tire les fils d'une affaire bien plus vaste que ne le pense Eve. Entre Londres, Paris, Berlin et la Roumanie, la série mêle humour noir, tension d'espionnage et étude de caractère.